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第1篇

關(guān)鍵詞：礦井煤巖破裂；探測(cè)技術(shù)

1 引言

煤礦采礦活動(dòng)造成地下巖體應(yīng)力的重新分布和巖體的破裂損傷，伴隨著采動(dòng)的影響，將會(huì)誘發(fā)礦山煤巖體的震動(dòng)破壞（即礦震或沖擊）。煤礦煤巖動(dòng)力災(zāi)害的發(fā)生往往與人工開(kāi)挖過(guò)程具有特定的聯(lián)系，例如：采動(dòng)損傷造成煤巖體內(nèi)部積聚的大量能量瞬間釋放，將會(huì)導(dǎo)致沖擊礦壓；采動(dòng)損傷極大地改變圍巖的滲透性，將會(huì)導(dǎo)致頂板、斷層帶或底板突水事故；采動(dòng)損傷造成煤巖體的卸壓以及松散，將會(huì)導(dǎo)致煤與瓦斯涌出（突出），甚至發(fā)生瓦斯爆炸災(zāi)害，這些災(zāi)害事故隨著開(kāi)采深度增加日益嚴(yán)重。煤礦采場(chǎng)圍巖空間破裂形態(tài)與應(yīng)力場(chǎng)的關(guān)系，是預(yù)測(cè)和控制沖擊地壓、礦井突水、煤與瓦斯突出以及頂板整體冒落等礦井災(zāi)害的基礎(chǔ)。因此，探究煤巖破裂的機(jī)理和煤巖破裂的探測(cè)技術(shù)十分重要。

2 煤巖破裂及其動(dòng)力災(zāi)害發(fā)生原理

裂紋的擴(kuò)展開(kāi)始是零星和隨機(jī)的，隨著應(yīng)力變形的增加，裂紋不斷擴(kuò)展和連通，而且逐漸集中在某一局部范圍；當(dāng)應(yīng)力達(dá)到煤巖體峰值強(qiáng)度以后的階段，煤巖體的破壞方式為剪切滑移，而且破壞集中在局部區(qū)域；針對(duì)沖擊礦壓與突出的發(fā)生需要滿足能量條件、剛度條件和沖擊傾向性條件。煤礦中，煤層、底板、頂板構(gòu)成一個(gè)平衡系統(tǒng)。其中頂?shù)装宓膹?qiáng)度均比煤層的大，而且煤體是開(kāi)采的對(duì)象，故在壓力作用下，煤體極易遭到破壞，如果是穩(wěn)定破壞，則表現(xiàn)為煤柱的變形、巷道的壓縮等，如果是非穩(wěn)定破壞，則表現(xiàn)為沖擊礦壓或突出（即煤層沖擊）。

3 煤巖破裂探測(cè)技術(shù)的分析

煤巖災(zāi)害動(dòng)力現(xiàn)象的發(fā)生過(guò)程，或者結(jié)構(gòu)材料的失穩(wěn)破壞，實(shí)際上是一種能量釋放的物理或化學(xué)過(guò)程，通過(guò)檢測(cè)聲波、聲發(fā)射，電磁輻射、地電或溫度變化規(guī)律，就可以對(duì)其變形破裂過(guò)程和特點(diǎn)進(jìn)行分析與預(yù)測(cè)。

3.1 煤巖破裂的聲波探測(cè)。采用聲波技術(shù)來(lái)評(píng)價(jià)開(kāi)采引發(fā)的采礦動(dòng)力危險(xiǎn)（沖擊地壓、煤和瓦斯突出），其基本原理是沖擊礦壓等采礦動(dòng)力危險(xiǎn)是巖體中的應(yīng)力造成的，與巖體的物理力學(xué)特性有關(guān)，而巖體中的應(yīng)力分布狀態(tài)與巖體的物理力學(xué)參數(shù)和聲波的分布有關(guān)。聲波測(cè)量的基本參數(shù)是不同類型的地震波的傳播速度，以及在阻尼系數(shù)的影響下，振幅和能量的變化。

上述聲波的參數(shù)，特別是地震波的傳播速度與巖體中的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)有很大的關(guān)系。巖體中重要的礦山壓力參數(shù)為裂隙率。巖體的破壞過(guò)程伴隨著裂隙區(qū)域的變化，對(duì)應(yīng)聲波參數(shù)的變化及范圍的變化，那么就可以通過(guò)測(cè)量波速來(lái)辨別。

3.2 煤巖破裂的聲發(fā)射探測(cè)。巖石在荷載作用下發(fā)生破壞，主要與裂紋的產(chǎn)生、擴(kuò)展及斷裂過(guò)程有關(guān)。裂紋擴(kuò)展，造成應(yīng)力弛豫，貯存的部分能量以彈性波的形式突然釋放出來(lái)，產(chǎn)生聲發(fā)射（Aeoustlc Emis-sion）。巖石的每一個(gè)聲發(fā)射信號(hào)都反映巖石內(nèi)部缺陷性質(zhì)的豐富信息，對(duì)這些信息加以處理分析和研究，可以推斷巖石內(nèi)部的形態(tài)變化。

巖石聲發(fā)射研究的目的是確定巖體中的應(yīng)力狀態(tài)以及預(yù)測(cè)采掘面及周圍巖體突然、猛烈的破壞。如沖擊礦壓、煤和瓦斯突出、垮落等。

聲發(fā)射法是以脈沖形式記錄弱的、低能量的地音現(xiàn)象。其主要特征是頻率從幾十到至少2000Hz或更高，能量低于100J，下限不定，振動(dòng)范圍從幾米到大約200m，甚至更多。

采礦聲發(fā)射方法主要用來(lái)確定在掘進(jìn)的巷道或正在回采的工作面的沖擊礦壓危險(xiǎn)，采用的方法主要有站式連續(xù)監(jiān)測(cè)和便攜式流動(dòng)地音監(jiān)測(cè)。用來(lái)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)局部震動(dòng)的危險(xiǎn)狀態(tài)及隨時(shí)間的變化情況。主要記錄聲放射頻度（脈沖數(shù)量）、一定時(shí)間脈沖能量的總和、采礦地質(zhì)條件及采礦活動(dòng)等，

3.3 煤巖破裂的電磁輻射探測(cè)。煤巖體裂紋擴(kuò)展時(shí)，處于裂紋尖端表面區(qū)域中在應(yīng)力誘導(dǎo)極化作用下積聚大量正負(fù)電荷，裂紋尖端表面區(qū)域的擴(kuò)展運(yùn)動(dòng)、電荷的遷移過(guò)程以及破壞停止后正負(fù)電荷的快速中和過(guò)程均會(huì)伴隨電磁輻射效應(yīng)。煤巖剪切摩擦過(guò)程微觀上是破壞過(guò)程，同樣也會(huì)伴隨電磁輻射效應(yīng)。因此，承載煤巖在微觀上非均勻應(yīng)力作用下的變形及破裂過(guò)程必然伴隨著電磁輻射效應(yīng)。煤體中應(yīng)力越高，變形破裂過(guò)程越強(qiáng)烈，電磁輻射信號(hào)越強(qiáng)，其主頻帶也越高。

地層中的煤巖體未受采掘影響時(shí)，基本處于準(zhǔn)平衡狀態(tài)。當(dāng)掘進(jìn)或回采空間形成后，周圍煤巖體失去應(yīng)力平衡，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)生變形或破裂，以向新的應(yīng)力平衡狀態(tài)過(guò)渡，即發(fā)生變形或破裂，從而產(chǎn)生電磁輻射。即使當(dāng)采掘空間或巷道周圍煤巖體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，由于煤巖體仍然承受著上覆巖層的應(yīng)力作用，此時(shí)工作面煤體處于流變狀態(tài)，同樣會(huì)產(chǎn)生電磁輻射。

煤體受載破裂時(shí)，其聲發(fā)射信號(hào)的頻譜不是一成不變的，而是隨載荷及變形破裂過(guò)程而發(fā)生變化，基本上是隨著載荷的增大及變形破裂過(guò)程的增強(qiáng)，聲發(fā)射信號(hào)增強(qiáng)，主頻帶增高。因此，可將聲發(fā)射技術(shù)應(yīng)用于預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)煤巖動(dòng)力災(zāi)害、研究煤巖體等材料的破裂過(guò)程。

3.4 煤巖破裂的地電探測(cè)。采礦電法是利用巖石電特性的變化來(lái)解決頂板、地質(zhì)及采場(chǎng)技術(shù)的問(wèn)題。

其探測(cè)方法有電阻法和雷達(dá)法兩種。在電阻法中，主要是測(cè)量巖體的電阻及其隨時(shí)間變化的規(guī)律，測(cè)量電阻可以獲得采礦影響下巖體結(jié)構(gòu)及變化信息。雷達(dá)法是屬于電磁波傳播的方法之一，其物理基礎(chǔ)是利用電磁波傳播和阻尼與巖體結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系，這種波的傳播就像地震波的傳播一樣。電磁波正傳播途中遇到電介質(zhì)不同的邊界會(huì)反射回來(lái)，形成反射波。根據(jù)反射波傳回的時(shí)間和速度可對(duì)邊界定位，從而可以探測(cè)煤巖體的破裂及裂隙等。

3.5 煤巖破壞的紅外溫度探測(cè)。紅外遙感對(duì)物質(zhì)的溫度十分敏感，在軍事和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的諸多部門得到了廣泛的應(yīng)用，取得了巨大的效果。紅外遙感目前探測(cè)的物理量主要是物質(zhì)的紅外輻射溫度。

煤柱承載直到屈服破壞是一個(gè)動(dòng)力過(guò)程；煤爆、煤巖與瓦斯的突出也是一個(gè)動(dòng)力過(guò)程；煤層頂板運(yùn)動(dòng)破壞也是一個(gè)動(dòng)力過(guò)程，它們?cè)诘貞?yīng)力和采動(dòng)應(yīng)力的共同作用于產(chǎn)生移動(dòng)變形，并會(huì)引起煤巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)的物理化學(xué)變化，其中必然包括能量的轉(zhuǎn)移和電子的躍遷。那么，作為電磁輻射之―的熱紅外輻射溫度的特征變化必然反應(yīng)上述物理化學(xué)過(guò)程，并提供一些前兆信息。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，目前應(yīng)用較為廣泛的煤巖破裂探測(cè)方法有聲波法、聲發(fā)射法和電磁輻射法，這些測(cè)試方法不受人工和工作面煤巖體分布均勻及穩(wěn)定的影響，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率高，成本低，不需打鉆，對(duì)生產(chǎn)影響小，預(yù)測(cè)費(fèi)用大幅度降低。其中電磁輻射法真正實(shí)現(xiàn)了非接觸預(yù)測(cè)，而且這些方法能夠連續(xù)監(jiān)測(cè)采掘工作面的煤巖體活動(dòng)，但是由于使用的探頭需要和煤巖體耦合，這給探測(cè)帶來(lái)了誤差。地電法中的雷達(dá)（地質(zhì)雷達(dá)）法也有一定的應(yīng)用，但是地下巖層包含黏土、水和鹽類物質(zhì)的這些特性，顯著減小了雷達(dá)的穿透能力，因而有待于進(jìn)一步的改進(jìn)。 近年來(lái)，紅外溫度探測(cè)法雖然有了很大的發(fā)展，但是輻射衰減以及其他輻射源的干擾仍然是面臨的新問(wèn)題，還需要進(jìn)一步的探索。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫玉成，煤巖破裂產(chǎn)生的沖擊破壞及其探測(cè)技術(shù)，《煤炭科技》雜志，2009、11

第2篇

關(guān)鍵詞：電磁輻射．防治措施，建議

Abstract: this article mainly expounds the general electromagnetic radiation monitoring and specific environmental electromagnetic radiation environment monitoring in the electromagnetic radiation pollution the problems existing in the management and prevention and control measures are analyzed, and puts forward related Suggestions.

Keywords: electromagnetic radiation. Prevention and control measures, the proposal

中圖分類號(hào)：O441 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)

前言

隨著我國(guó)科技技術(shù)的不斷發(fā)展，通信工具、計(jì)算機(jī)和家用電器等都進(jìn)入我們的生活，我們?cè)谙硎墁F(xiàn)代化帶來(lái)的方便舒適的同時(shí)，也受到惡化的電磁環(huán)境給健康帶來(lái)的威脅，經(jīng)研究證實(shí)，電磁輻射污染已成為廢氣、廢水、固體廢物、噪聲污染后的又一新型污染源，已引起世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。

1 電磁輻射概述

1.1 電磁輻射背景及研究現(xiàn)狀

一直以來(lái)，我國(guó)電磁技術(shù)隨著科技技術(shù)的發(fā)展因而廣泛應(yīng)用于節(jié)能、通訊、制造、醫(yī)藥、科研、農(nóng)業(yè)、軍事等多個(gè)領(lǐng)域，而且應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。作為一種新技術(shù)、新資源，電磁技術(shù)極大地推動(dòng)了人類社會(huì)諸多領(lǐng)域的革新與發(fā)展。但隨之而來(lái)的問(wèn)題是電磁輻射污染，其影響和危害日漸受到人們的關(guān)注和重視。

1.2 電磁輻射污染的主要危害

隨著電磁技術(shù)的廣泛應(yīng)用，環(huán)境中的電磁輻射越來(lái)越強(qiáng)，高強(qiáng)度的電磁輻射已經(jīng)達(dá)到直接威脅健康的程度，由此引發(fā)的矛盾和糾紛也時(shí)有發(fā)生。電磁輻射污染產(chǎn)生的危害主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是人體健康。電磁輻射可對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、造血系統(tǒng)產(chǎn)生影響；二是電磁干擾。電磁輻射會(huì)對(duì)電子設(shè)備、儀器儀表產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致設(shè)備性能降低，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)事故；三是燃爆隱患。電磁輻射能造成易燃易爆物品的燃燒、爆炸。

1.3 電磁輻射環(huán)境狀況

目前人們所處的電磁環(huán)境狀況主要表現(xiàn)在4 個(gè)方面：一是通信基站所使用的大功率電磁波發(fā)射系統(tǒng)對(duì)周圍電磁環(huán)境的影響；二是廣播電視發(fā)射系統(tǒng)對(duì)周圍區(qū)域的電磁環(huán)境影響；三是高壓電力系統(tǒng)的布設(shè)造成的電磁污染；四是日常電子設(shè)備的接觸、利用帶來(lái)的電磁環(huán)境污染。

2 一般電磁輻射環(huán)境的監(jiān)測(cè)

一般電磁輻射環(huán)境是指在較大范圍內(nèi)由各種電磁輻射源，通過(guò)各種傳播途徑造成的電磁輻射背景值。一般電磁輻射環(huán)境的監(jiān)測(cè)可以參照《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則電磁輻射監(jiān)測(cè)儀器與方法》（HJ/T10.21996），將某一區(qū)域按一定的標(biāo)準(zhǔn)劃分為網(wǎng)格，監(jiān)測(cè)點(diǎn)取網(wǎng)格的中心位置，再考慮建筑物、樹(shù)木等屏蔽影響，對(duì)部分網(wǎng)格監(jiān)測(cè)點(diǎn)作適當(dāng)調(diào)整。具體的監(jiān)測(cè)工作按照《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則電磁輻射監(jiān)測(cè)儀器與方法》（HJ/T10.21996）進(jìn)行。由于環(huán)境中輻射體頻率主要在超短波頻段，采用電場(chǎng)強(qiáng)度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，依據(jù)《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》（GB8702－88），選取評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。一般環(huán)境的電磁輻射污染狀況反映了一個(gè)區(qū)域在某個(gè)時(shí)間段電磁輻射環(huán)境的背景水平，可以從電磁輻射環(huán)境質(zhì)量、電磁輻射分布規(guī)律、污染區(qū)域電磁輻射環(huán)境特點(diǎn)三個(gè)方面著手進(jìn)行分析研究，以此評(píng)價(jià)一個(gè)區(qū)域一般電磁輻射環(huán)境狀況。

3 特定電磁輻射環(huán)境的監(jiān)測(cè)

特定電磁輻射環(huán)境是指在特定范圍內(nèi)由相對(duì)固定的電磁輻射源造成的電磁輻射背景值。電磁輻射源是引起電磁輻射污染的源頭，分析、研究特定電磁輻射環(huán)境，對(duì)電磁輻射源進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)是環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的前提。采取污染源普查的方式，對(duì)國(guó)家規(guī)定的規(guī)模以上的電磁輻射源進(jìn)行基礎(chǔ)性的全面調(diào)查，初步掌握電磁輻射源的種類、數(shù)量、規(guī)模等基本信息，為環(huán)境監(jiān)測(cè)工作提供有效依據(jù)。

3.1 移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)

3.1.1 移動(dòng)通信基站工作原理

移動(dòng)通信是利用射頻發(fā)射設(shè)備和控制器通過(guò)收發(fā)臺(tái)與網(wǎng)內(nèi)移動(dòng)用戶進(jìn)行無(wú)線通信的。無(wú)線通信是由基站接收及發(fā)射一定頻率范圍內(nèi)的電磁波實(shí)現(xiàn)的。基站主要通過(guò)發(fā)射天線改變周圍電磁輻射環(huán)境。

3.1.2 移動(dòng)通信基站電磁輻射環(huán)境的監(jiān)測(cè)

移動(dòng)通信基站電磁輻射監(jiān)測(cè)工作主要包括監(jiān)測(cè)儀器、監(jiān)測(cè)點(diǎn)位、監(jiān)測(cè)時(shí)間、監(jiān)測(cè)技術(shù)要點(diǎn)等內(nèi)容，按照《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則電磁輻射監(jiān)測(cè)儀器與方法》（HJ/T10.21996），以《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)》（HJ/T10.31996）的規(guī)范要求為質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。主要對(duì)基站機(jī)房、地面塔、樓上塔、增高架等處進(jìn)行監(jiān)測(cè)，依據(jù)國(guó)家《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》（GB8702－88）的標(biāo)準(zhǔn)，所監(jiān)測(cè)的電磁強(qiáng)度值應(yīng)滿足＜5.4 V/m 的要求。

3.2 廣播電視系統(tǒng)電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)

3.2.1 廣播電視系統(tǒng)工作原理

廣播電視發(fā)送設(shè)備主要組成部分是發(fā)射機(jī)和發(fā)射天線，基本原理是用將傳送的信號(hào)經(jīng)調(diào)制器去控制由高頻振蕩器產(chǎn)生的高頻電流，然后將已調(diào)制的高頻電流放大到一定電頻并送到天線上，以電磁波的形式輻射出去。

3.2.2 廣播電視系統(tǒng)電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)

廣播電視發(fā)射設(shè)備的電磁輻射監(jiān)測(cè)條件及監(jiān)測(cè)方法參照《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)》（HJ/T10.31996）和《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則電磁輻射監(jiān)測(cè)儀器與方法》（HJ/T10.21996），對(duì)周圍地面點(diǎn)、塔上工作環(huán)境、周圍敏感點(diǎn)三個(gè)方面布點(diǎn)進(jìn)行電磁輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)。依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》（GB8702－88），所監(jiān)測(cè)的電磁強(qiáng)度值應(yīng)滿足＜5.4 V/m 的要求。

3.3 高壓電力系統(tǒng)電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)

3.3.1 高壓電力系統(tǒng)工作原理

高壓電力系統(tǒng)主要通過(guò)高壓輸變電工程影響環(huán)境，主要包括高壓架空送電線路和高壓變電站，具有電場(chǎng)、磁場(chǎng)和電暈三種電磁場(chǎng)特性。高壓電力系統(tǒng)的電磁污染主要表現(xiàn)在由電暈放電和絕緣子放電引起的無(wú)線電干擾和熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)兩種生物學(xué)效應(yīng)。

3.3.2 高壓電力系統(tǒng)電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)

高壓電力系統(tǒng)的電磁輻射監(jiān)測(cè)工作參照《輻射環(huán)境保護(hù)管理導(dǎo)則電磁輻射監(jiān)測(cè)儀器與方法》（HJ / T10.21996）。同時(shí)，根據(jù)不同的電壓等級(jí)，選取不同的送變電工程電磁輻射環(huán)境影響評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)。高壓電力系統(tǒng)電磁環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)分別為綜合工頻電場(chǎng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度，所監(jiān)測(cè)的值應(yīng)滿足技術(shù)規(guī)范的要求。

4 電磁輻射污染管理中存在的問(wèn)題

(1) 由于人們對(duì)電磁輻射污染的危害性認(rèn)識(shí)不足或環(huán)保意識(shí)不強(qiáng), 對(duì)環(huán)保部門的管理不予配合。

(2) 無(wú)完備的監(jiān)測(cè)儀器對(duì)電磁輻射污染源和環(huán)境中的電磁污染水平進(jìn)行監(jiān)督監(jiān)測(cè), 不能及時(shí)為環(huán)保管理部門提供科學(xué)的管理依據(jù); 同時(shí)也不能對(duì)產(chǎn)生電磁輻射的產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)督性檢測(cè)。

(3) 通訊臺(tái)站布局無(wú)科學(xué)規(guī)劃, 僅考慮覆蓋使用范圍而不考慮環(huán)保要求及對(duì)人體健康的影響, 并且只在無(wú)線電管理委員會(huì)備案申請(qǐng), 而不到環(huán)保部門申報(bào)登記。

5 電磁輻射污染的防治對(duì)策及建議

為加強(qiáng)電磁輻射污染的監(jiān)督、管理和控制, 提出下列防治建議:

(1) 加強(qiáng)環(huán)境管理。

嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家頒布的中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法、國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局18 號(hào)令電磁輻射環(huán)境保護(hù)管理辦法、GB8702- 88 電磁輻射環(huán)境防護(hù)規(guī)定等相關(guān)的法規(guī), 除加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有電磁輻射污染源的管理外, 對(duì)新建、擴(kuò)建的電磁設(shè)備嚴(yán)格按環(huán)境管理程序進(jìn)行申報(bào)、登記、環(huán)境評(píng)價(jià)和驗(yàn)收。

(2) 開(kāi)展電磁輻射污染環(huán)境監(jiān)測(cè)。

盡快購(gòu)置監(jiān)測(cè)儀器, 在我省電磁輻射污染源調(diào)查的基礎(chǔ)上, 開(kāi)展電磁輻射污染源及城市區(qū)域電磁輻射環(huán)境的監(jiān)測(cè), 確定重點(diǎn)電磁輻射污染源, 掌握環(huán)境電磁輻射容量, 為環(huán)境管理提供依據(jù)。

(3) 科學(xué)布局、減少污染。

由于城市中各有關(guān)行業(yè)都建有專用的通訊、廣播電視發(fā)射設(shè)備, 不少處于人口稠密區(qū), 產(chǎn)生的電磁輻射對(duì)周圍人群健康具潛在危害, 也易造成電迅障礙, 尤其是機(jī)場(chǎng)通訊干擾將給飛行安全帶來(lái)極大影響。因此應(yīng)在環(huán)境電磁輻射監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上, 科學(xué)合理規(guī)劃通訊、廣播電視發(fā)射臺(tái)站布局, 防止電磁輻射污染; 對(duì)重點(diǎn)污染源要有計(jì)劃地搬遷, 不能搬遷的應(yīng)采取有效防治措施, 如安裝屏蔽裝置等。

(4) 制定產(chǎn)品電磁輻射限值標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)產(chǎn)品檢測(cè)。

制定有關(guān)產(chǎn)品電磁輻射污染限值標(biāo)準(zhǔn), 如頻率高的手機(jī)、微波爐等產(chǎn)品, 并對(duì)產(chǎn)生電磁輻射的產(chǎn)品和用品進(jìn)行檢測(cè), 防止超標(biāo)產(chǎn)品的生產(chǎn)、進(jìn)口及使用對(duì)環(huán)境和人體健康造成危害。

(5) 加強(qiáng)宣傳教育提高防范能力。

第3篇

關(guān)鍵詞：煤礦；災(zāi)害監(jiān)測(cè)；沖擊地壓；預(yù)警技術(shù)

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.14.058

1 監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)與方法

1.1 多參量監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)

煤巖的受壓破壞過(guò)程，對(duì)“震動(dòng)場(chǎng)-應(yīng)力場(chǎng)”進(jìn)行多參數(shù)歸一化的監(jiān)測(cè)預(yù)警，在不同的發(fā)展階段，與煤巖微地震裂縫應(yīng)建立、聲、電等參數(shù)監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)進(jìn)行的，分析預(yù)警方法響應(yīng)的預(yù)警方式是基于震動(dòng)波CT、彈性波、沖擊波、鉆屑等綜合參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警和應(yīng)力指標(biāo)；聲音，微震、電磁輻射和地音應(yīng)力波的監(jiān)測(cè)與預(yù)警。風(fēng)險(xiǎn)的影響程度分為無(wú)沖擊危險(xiǎn)，弱沖擊危險(xiǎn)，中等沖擊危險(xiǎn)，強(qiáng)沖擊危險(xiǎn)四級(jí)，四級(jí)是統(tǒng)一通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)準(zhǔn)則的影響進(jìn)行劃分，將根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)程度的不同，采取相應(yīng)的對(duì)策。

1.2 應(yīng)力監(jiān)測(cè)技術(shù)

以 “多因素耦合”和“當(dāng)量鉆屑量原理”的沖擊地壓危險(xiǎn)性為基礎(chǔ)的確定方法，其基本原理是支撐壓力、鉆頭、鉆巖層運(yùn)動(dòng)和應(yīng)力之間的關(guān)系，通過(guò)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，采集動(dòng)態(tài)應(yīng)力場(chǎng)的變化規(guī)律，然后發(fā)現(xiàn)歐洲高應(yīng)力區(qū)及其變化趨勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)、巖破裂的危險(xiǎn)區(qū)域的程度的危險(xiǎn)預(yù)警。

1.3 電磁輻射監(jiān)測(cè)技術(shù)

煤在荷載作用下，巖石會(huì)變形破壞，并且生成電磁輻射，這一現(xiàn)象引發(fā)于應(yīng)力，由于應(yīng)力作用，對(duì)非均質(zhì)性煤巖體產(chǎn)生非均勻變速形變，從而導(dǎo)致這種情況，電磁輻射強(qiáng)度和脈沖與載荷和變形速度有關(guān)，載荷和變形的電磁波輻射強(qiáng)度和脈沖上升率將增加，煤巖試樣在沖擊破壞前，電磁輻射的強(qiáng)度一般會(huì)保持在一定的值，但是在沖擊破壞時(shí)，電磁輻射的強(qiáng)度會(huì)突然增加。煤的變形和破壞的電磁輻射和煤體的應(yīng)力狀態(tài)是耦合關(guān)系。為此，建立了電磁輻射的分類預(yù)報(bào)技術(shù)和監(jiān)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)。

1.4 電荷監(jiān)測(cè)技術(shù)

煤巖微破裂會(huì)導(dǎo)致摩擦作用共同產(chǎn)生煤巖變形破壞過(guò)程的電荷感應(yīng)信號(hào)和裂隙尖端電荷分離，其中電荷感應(yīng)強(qiáng)度與煤巖的負(fù)載增加的負(fù)荷有一定關(guān)系，電荷感應(yīng)信號(hào)會(huì)更強(qiáng)，在電荷感應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到最大值的時(shí)候，煤巖破裂，電荷感應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度后將逐漸減小。煤巖充量監(jiān)測(cè)技術(shù)基于巖爆的“失穩(wěn)機(jī)理”，且電荷感應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度越強(qiáng)，巖爆發(fā)生的可能性越大。

2 應(yīng)用分析

在此，僅介紹“全頻廣域”震動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。菏澤煤電公司兩礦井下工作面都安裝KJ550沖擊地壓監(jiān)測(cè)系、KBD5電磁輻射檢測(cè)儀，2017年3月安裝ARAMIS微震監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并于2017年4月調(diào)試形成“全頻廣域”震動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)寬頻（0.5―1500Hz）、廣域（回采工作面礦井礦區(qū)）監(jiān)測(cè)目的。

KJ550沖擊地壓監(jiān)測(cè)系根據(jù)煤巖體壓力的變化引起油囊內(nèi)壓力的變化，通過(guò)壓力變送器內(nèi)敏感元件轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳遞給采顯一體儀，采顯一體儀通過(guò)接收到的模擬信號(hào)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換為最終壓力值并顯示出來(lái)，同時(shí)將信號(hào)處理后通過(guò)CAN總線傳輸?shù)骄路终尽７终緦⒏鞑娠@儀傳上來(lái)的數(shù)據(jù)以光、電的形式通過(guò)環(huán)網(wǎng)、光纖傳輸?shù)降孛娣终具M(jìn)行存儲(chǔ)、處理、展示。對(duì)回采工作面重點(diǎn)進(jìn)行壓力監(jiān)測(cè)的區(qū)域?yàn)楣ぷ髅媲胺?00m、兩條順槽向回采煤體一側(cè)8-25m范圍內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

電磁輻射儀能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸、定向、區(qū)域及連續(xù)預(yù)測(cè)預(yù)測(cè)煤巖動(dòng)力災(zāi)害，信號(hào)的采集、轉(zhuǎn)換、處理、存儲(chǔ)和報(bào)警由監(jiān)測(cè)儀自動(dòng)完成；能夠?qū)崿F(xiàn)礦山?jīng)_擊礦壓的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，煤與瓦斯突出的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，其它煤巖災(zāi)害動(dòng)力現(xiàn)象的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，礦井工作面前方應(yīng)力狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，松動(dòng)圈測(cè)量，周期來(lái)壓監(jiān)測(cè)，斷層活動(dòng)監(jiān)測(cè)，頂板穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)。

振動(dòng)器接收振動(dòng)事件并將其處理為數(shù)字信號(hào)，然后通過(guò)數(shù)字通信系統(tǒng)發(fā)送到地面。根據(jù)不同的監(jiān)測(cè)范圍，系統(tǒng)可以選擇不同的頻率范圍傳感器。數(shù)字通信系統(tǒng)采用長(zhǎng)距離通信電纜實(shí)現(xiàn)三方向振動(dòng)速率變化（x，y，z）的傳輸。該系統(tǒng)提供了通過(guò)24位σ-δΔ轉(zhuǎn)換器的振動(dòng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換和記錄。標(biāo)準(zhǔn)版系統(tǒng)軟件為每個(gè)通道提供一個(gè)通道監(jiān)測(cè)信號(hào)；可選3通道信號(hào)，為每個(gè)通道監(jiān)控使用非標(biāo)版軟件，實(shí)現(xiàn)三向監(jiān)測(cè)的微震活動(dòng)。

自運(yùn)行以來(lái)，采用“全頻廣域”震動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)能有效記錄了礦區(qū)范圍內(nèi)的沖擊地壓、礦井范圍內(nèi)的礦震件爆破、工作面區(qū)域的巖層破裂與構(gòu)造等應(yīng)力大小變化，可根據(jù)一次次的沖擊地壓波形圖分析井下的地壓大小，實(shí)現(xiàn)有效的控制，如圖1所示。圖中D1、D2為臺(tái)站序號(hào)，UD、EW、NS分別代表垂直、東西、南北，根據(jù)波形圖可有效的進(jìn)行分析，論證，處理現(xiàn)場(chǎng)情況。

3 結(jié)論

沖擊地壓的監(jiān)測(cè)預(yù)警主要是從靜態(tài)的應(yīng)力場(chǎng)和振動(dòng)場(chǎng)兩面，單一的方法難以達(dá)到?jīng)_擊準(zhǔn)確的預(yù)警，涉及多參數(shù)監(jiān)測(cè)與預(yù)警技術(shù)的振動(dòng)場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的各種方法相結(jié)合，可顯著提高沖擊地壓預(yù)警效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]藍(lán)航，陳東科，毛德兵.我國(guó)煤礦深部開(kāi)采現(xiàn)狀及災(zāi)害防治分析[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2016，44（01）：39-46.